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5G 网络优化大有可为

作者:ca88  来源:亚洲城官网  时间:2020-04-10 16:55  点击:

  5G的愿景与需求,是有效应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类应用场景及新业务,也是与行业深度融合,满足垂直行业终端互联的各种需求,线G时代,运营商将面临网络复杂化、体验个性化、业务多样化的挑战。

  5G商用牌照发放之后,5G网络规划、设计、工程建设、网络优化工作被提上日程。5G标准仍在持续完善中,目前处于5G商用初期,主要围绕eMBB(增强移动宽带)业务开展相关试点和建设,URLLC(超可靠低时延通信)和mMTC(海量机器类通信)场景将在下一阶段实现,现阶段网络优化工作主要针对eMBB场景。5G网络优化的目标是最大化用户价值,实现覆盖范围、容量和价值的最佳组合。通过5G网络优化,运营商可以提高利润率,节省成本,提高网络运营指标和运营质量,使网络处于最佳运行状态;用户可以获得更好的体验和感知度,获得超高速率、超低时延、海量连接的多场景一致性体验。

  5G网络组网原则:以SA(独立组网)为目标架构,现阶段采用NSA(非独立组网)方案,硬件设备具备支持NSA/SA能力,同时业界加快推进SA产业的发展与成熟,过渡期适度部署NSA网络。待SA产业成熟时,现网基站由NSA软件升级至SA或NSA/ SA双模。

  覆盖目标与区域:以用户为中心、结合个人客户(2C)/政企客户(2B)分布,优先实现高流量高价值热点区域、品牌宣传区和行业应用区的5G网络覆盖。同时应充分考虑各地区经济发展的差异性,根据当地的具体情况确定相应的业务类型和服务等级,并最终确定建网标准、覆盖目标与区域。建网标准的制定需匹配5G主流发展业务,牵引和指导网络规划及网络优化。

  网络工程建设:过渡期部署NSA网络,结合其特点可充分利用现有资源,最大程度降低对现有网络的影响,5G网络目前主要承载数据业务,而语音业务仍由4G网络承载。保障优先级依次为语音、4G数据业务、5G业务。

  网络规划与优化:网络规划与优化是相辅相成的,是网络建设的两个关键阶段。识别价值区域,实现精准站点规划对网络实际部署起指导作用,网络优化可以根据实际的网络环境进行调整,以用户感知为导向,以市场营销为目标对规划进行优化,以保证网络的质量。

  5G网络建设初期,5G网络优化要确保高质量入网,做好工程优化、NR覆盖优化和4G与5G协同优化。

  2019年9月,中国联合网络通信有限公司与中国电信股份有限公司共同签署了《5G网络共建共享框架合作协议书》。根据协议,双方将合作建设5G接入网络,共享5G频谱资源,各自分别建设5G核心网。中国联通与中国电信在全国范围内划定区域,进行分区建设,根据协议要求,谁建设、谁投资、谁维护、谁承担网络运营成本。

  独立载波:配置两个载波,在不同载波上广播各自的网络号;小区独立,各家调度各自的独立频率资源,不存在资源上互相争抢的情况,不需要考虑资源分配策略;网络管理方便,运营商分别管理各自的小区,易独立优化参数,网络性能好;用户体验有保障,可独立发展自己的业务,可实现端到端业务体验保障。

  共享载波:配置一个载波,双方共享;小区共享,具体参数需双方协商配置,边界存在异频组网,引入异频切换,会降低网络的性能;需要协商分配空口资源,协商QoS策略,对用户体验有制约;网络管理复杂,共享方难以管理;业务发展存在争抢空口资源的问题。

  网络容量方面,现有的4G载波,在载波共享后,容量能否满足业务发展需求?资源分配和调度方面,共享载波中,在无线资源紧张的情况下,如何进行资源分配和调度,双方的QoS业务等级设置不一致如何处理,对专属的一些流量业务如何保证?网络管理方面,共建共享双方是否有效参与管理无线网络的相关参数,如何保障网管的有效性?

  因此,采用何种模式进行5G基站共建共享,便于网络管理,合理分配网络资源,协商QoS策略,促进端到端业务发展,是中国电信和中国联通关心的重要问题。

  5G Massive MIMO相较于4G波束组合更多、波束更窄、场景更加复杂。5G NR广播多波束扫描、5G子载波宽度和时隙数可以灵活配置,业务的垂直维包络很宽,广播波束垂直维也相对较宽。

  5G与4G波束差异带来3大差异:干扰特征、重叠覆盖、优化手段。5G由于垂直维较宽,在小区间重叠区会比4G更大;5G没有CRS干扰,在轻载下基本没有干扰;4G在空载下仍有CRS干扰问题;5G网络优化将以波束优化为主,而4G网络优化以RF优化为主。

  Massive MIMO带来多样化场景化波束,能适配多种不同场景,同时天线参数调整可能性大量增加,可实现超千种波束组合,通过人工判断很难实现。面对高达几百种乃至成千上万种的参数组合,通过人工的方式去找出参数最优值几乎不可能,必须找出新的解决办法。

  4G网络短期内不会被淘汰,将与5G网络长期共存,互为补充。5G发展初期,网络覆盖不连续,5G网络主要承载数据业务,由于VoNR还未成熟,Volte作为全网统一的语音承载方式,线G网络由VoLTE进行承载,5G用户的语音体验不受影响。待到5G发展成熟,适时引入VoNR,提升5G用户的语音体验。

  运营商选择先在城市建设5G网络,而在广阔的农村地区继续用4G网络提供服务,4G网络作为覆盖的延伸和补充,能够降低5G网络的建设投入,减轻运营商的投资压力。当前阶段,5G网络覆盖不连续,4G和5G间业务连续性及互操作优化将是5G网络优化的工作重点。

  在5G网络中,动态频谱共享技术打破传统静态频谱分配方法的局限,结合时-频-空多维频谱的动态分配,促进频谱资源利用更智能、更高效、更灵活。动态频谱共享技术具有跨越不同系统或者不同网络的最佳管理功能和频谱配置,具有智能接入网络及网络间切换的自适应功能,可有效实现灵活、髙效、动态的频谱利用,帮助运营商快速、经济地实现5G网络广覆盖,解决运营商频谱资源饱和或闲置的问题,高效利用现有的频谱资源,提升频谱利用率,为用户带来良好的体验。

  频谱共享技术能够兼容数据库、载波聚合、无线资源管理等相关技术,解决多种业务场景的系统接口、架构、空口技术、干扰控制管理等技术问题。推进新的频谱管理理念,促进现有网络能力提升,用来解决系统间和小区间的负荷均衡问题,提升用户体验速率,支撑和管理超密集网络覆盖,满足5G大频谱需求。

  现阶段,中国电信及中国联通正在研究利用中国电信FDD LTE 2.1G频段和中国联通WCDMA2.1G频段,和NR两制式之间动态频谱共享。

  引入智能优化平台,MIMO Pattern可基于DT测试数据、MR数据和设定的网络优化目标,对SSB弱覆盖、sinr质差问题、重叠覆盖、越区覆盖等覆盖问题进行识别,通过对现网数据的采集、分析、整理和标注,通过智能优化平台,利用Pattern和RF参数迭代寻优,收敛到最优参数组合,输出参数调优结果和预测增益,给出垂直波宽、数字倾角和机械倾角的调整方向来提升覆盖优化质量,满足更精准的覆盖要求,降低干扰,改善信号质量。

  5G NSA网络和4G LTE网络锚点息息相关,控制面必须通过LTE侧,用户面可通过5G NR侧,也可通过LTE侧到5G核心网。对于网络优化来说,4G与5G协同优化包括三大方面:4G与5G锚点小区驻留策略的协同优化、4G与5G NR切换的协同优化、4G与5G参数一致性协同优化。

  4G与5G锚点小区驻留策略的优化方案:5G终端接入非锚点小区,通过空闲态锚点驻留策略和连接态锚点定向切换策略,保证5G商用终端及时迁移到锚点小区。锚点优先级需要进行详细设计并优化,确保5G终端可以从非锚点小区切换到锚点小区,并在锚定小区稳定驻留。

  4G与5G NR切换的协同优化:NSA组网环境下,由于5G NR锚点同4G LTE、5GNR间的切换必须进行LTE锚点间的切换,LTE锚点切换失败将会引起5G NR的切换失败,因此做好LTE锚点的网络优化是NR切换的前提。

  4G与5G参数一致性协同优化:在LTE锚点小区上有很多控制面相关参数来控制NR的接入和资源管理,LTE锚点小区和5G NR小区两方面的参数需协同优化。

  对此,对4G与5G切换协同网络优化的三点建议:首先,保证锚点4G网络的切换成功率,切换关系合理;其次,4G和5G 1∶1组网,保证5G网络覆盖连续性;最后,5G覆盖优化目标是和锚点LTE同覆盖,4G覆盖如果有调整,5G同步跟进调整。

  5G时代,机器学习与人工智能可作为强大引擎,助力5G网络优化。利用人工智能工具,可以快速发现网络中存在的问题并分析定位,确定解决方案,大幅提升效率。人工智能技术为5G系统的设计及网络优化提供了超越传统理念和性能的可能性,目前已成为业界重点关注的研究方向。ITU、3GPP等组织均已提出5G与AI相结合的研究项目,我国运营商、通信设备商、网络优化服务商也在积极地探索、研究智能网络优化平台和工具。5G网络优化、大数据和人工智能的结合,是未来5G网络优化的必然选择。

  5G作为“新基建”,其建设与应用已上升为国家战略。5G网络优化作为5G产业链中的重要组成部分,越来越受到业界的关注,5G网络优化大有可为。如何将5G、大数据、AI技术、网络优化技术有效结合,引入智能网络优化平台,推进5G网络优化技术持续创新,大力发展智能网络优化技术,构建更高质量网络是今后探索的重点。

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